A ideia de evitar impactos de asteróides tem destaque na mente do público por décadas – especialmente desde o lançamento de filmes como Deep Impact e Armageddon. Mas será que usar uma explosão nuclear é a melhor maneira de lidar com rochas espaciais potencialmente perigosas? Decididamente não. Se tiver tempo suficiente, existe uma maneira muito mais eficaz (e segura) de lidar com qualquer objeto em rota de colisão com a Terra – um trator de gravidade.
Agora, o Dr. Yohannes Ketema, da Universidade de Minnesota, desenvolveu um padrão de vôo que torna o mais simples de todos os mecanismos de defesa de asteróides muito mais eficaz.
Os tratores de gravidade já existem há algum tempo. Eles usam a gravidade de um corpo artificial para puxar um objeto em sua direção e alterar ligeiramente sua trajetória. Por longos períodos, isso puxaria o objeto perigoso da trajetória atual para um mais seguro. Ele também tem a vantagem de não exigir nenhum impacto direto ou explosão na superfície do próprio asteróide. Uma vez que muitos asteróides são “pilhas de entulho”, tais impactadores cinéticos diretos ou explosões nucleares iriam, na melhor das hipóteses, destruir algumas das partes maiores do objeto, mas, na pior das hipóteses, criariam vários objetos de trajetória caótica que poderiam impactar a Terra em velocidades ainda maiores .
Projetados para evitar tais resultados, os tratores de gravidade vêm em uma das quatro variedades. A versão estacionária estaciona uma sonda relativamente pesada próxima a um objeto e lentamente a puxa para uma trajetória diferente. Uma versão da órbita do halo é uma sonda que circunda lentamente o objeto em um padrão projetado para empurrá-lo em uma direção específica. Essas duas primeiras técnicas usariam foguetes químicos tradicionais para atingir seus alvos, mas uma terceira versão – um trator de gravidade equipado com vela solar – poderia se mover lentamente para a posição para permitir que a sonda empurrasse o objeto para fora do caminho. Finalmente, uma constelação de sondas pode trabalhar em conjunto para empurrar um objeto para um novo caminho.
O trabalho do Dr. Ketema sugere o uso de uma versão modificada dos tipos de órbita estacionária e halo. A nova órbita é chamada de “movimento Kepleriano restrito”, que envolve mover uma sonda para frente e para trás em um lado específico de um asteróide para tentar forçá-lo o máximo possível em uma determinada direção. Dr. Ketema sugeriu inicialmente esta solução em um artigo de 2017, e ele lançou recentemente uma nova pesquisa que melhora a órbita diminuindo o peso necessário na sonda.
Para fazer isso, ele se voltou para a otimização matemática. Em problemas de otimização, existem objetivos e restrições. Neste caso, havia um objetivo (mover o asteróide para fora de uma órbita perigosa) e três restrições: 1) Não impactar diretamente o asteróide, 2) Não atingir o asteróide com propulsores, 3) Dar tempo suficiente para o trator de gravidade para fazer seu trabalho. As melhores estimativas para essa terceira restrição parecem ser de cerca de dez anos. Tais horizontes de tempo mostram a importância da detecção precoce nas estratégias de defesa de asteróides.
Esse fator de tempo também é vital devido à quantidade de tempo que um trator gravitacional levaria para chegar a um asteróide. Uma vez que o peso da sonda é um fator essencial na eficácia da ferramenta, quanto mais combustível queimar com ela (ou seja, se a sonda tivesse que chegar no lugar rapidamente), menos eficaz será em puxar o asteróide para fora do curso.
Para testar sua técnica de otimização, o Dr. Ketema simulou seu novo estilo de trator de gravidade em um asteróide existente – 2007 VK184. Embora ele passará perto da Terra em breve, este asteróide não o atingirá. Mas ao colocar um trator de gravidade próximo a ele cerca de dez anos depois, os cálculos mostram que ele poderia ser movido para uma órbita ainda mais segura.
Mesmo com esta simulação da vida real, ainda existem alguns problemas para resolver. Primeiro, os tratores de gravidade não funcionam bem com objetos maiores, pois sua eficácia depende inteiramente de como seu tamanho se compara ao objeto que estão tentando mover. Felizmente, a maioria dos asteróides maiores em órbitas inseguras já são monitorados de perto e não parecem estar se dirigindo para a Terra tão cedo. Um problema mais específico para a modelagem feita no artigo é que os asteróides não têm um campo gravitacional esférico, tornando mais difícil calcular a melhor órbita para desviá-los para fornecer um curso mais seguro.
Qualquer asteróide que potencialmente apresentasse tal perigo seria estudado com muito cuidado, no entanto. E qualquer sonda provavelmente poderia ter um gravitômetro para estudar o campo gravitacional do objeto em tempo real e permitir que ele ajuste sua órbita de acordo. Mas qualquer vantagem que os humanos obtivessem após esse perigo potencialmente devastador vale o tempo gasto para desenvolvê-lo.
Publicado em 18/10/2021 18h53
Artigo original:
Estudo original: